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原子力発電の仕組み



原子力発電所では、水を沸騰させて、その蒸気の力を利用して発電機とつながっているタービンを回すことによって発電しています。これは、火力発電所と同じ発電の仕組みです。では同じ仕組みである原子力発電所と火力発電所では何が違うのでしょうか。

原子力発電とは

原子力発電とは

火力発電と同じく、水蒸気の力でタービンを回して発電している原子力発電所ですが、火力発電所では石炭や天然ガスを燃やすことで水を沸騰させ、原子力発電所では、原子炉内にあるウランを核分裂させることで発生する熱で水を沸騰させています。このウランの核分裂は、火力発電よりも「コストが安い」と考えられ、核分裂を起こして発熱させるときには二酸化炭素が発生しないのが特徴としてあります。また、ウラン以外の核燃料もあり、「加圧水型」や「沸騰水型」と呼ばれるものなど、水を沸騰させる手法の違いによって、原子力発電所にも異なるタイプが存在します。

ウランとは

地殻や海中などに広く分布していて、主に原子力発電の核燃料として使用されています。ただし、ウランは核兵器に転用することが可能なため、国際原子力機関(IAEA)が、流通制限を設けています。

原子炉

核分裂を起こす際に使用される丈夫な釜のこと。原子炉は「減速材」と呼ばれる、核分裂後に放出されている中性子の速度を下げるために使用される素材や、冷却材の種類そして中性子の種類や使用目的などによって、様々な分類がなされます。

タービン

原子炉で使用されるタービンは「蒸気タービン」と呼ばれるもので、大きな羽を回すことによって、電気を発生させます。

原子力発電の特徴

原子力発電は、発電時においてCO2をまったく排出しない発電方法であるため、事故さえ起こらなければ環境面でも良いとされています。また、水力発電や火力発電に比べて、原子力発電は発電コストが比較的安く、安定しています。

原子燃料サイクルとは

原子力発電所で燃料として使用された「ウラン」は、使用済み核燃料となります。これを分別する「再処理」を行なうことにより、リサイクルして再び燃料として使用することができます。そのひとつの方式として「プルサーマル方式」があります。

プルサーマル方式

使用済み燃料を再処理して取り出したプルトニウムとウランを混ぜることにより「MOX燃料」に加工することができ、この燃料を軽水炉で使用することを「プルサーマル」と呼びます。プルサーマル方式は、MOX燃料が通常の核燃料よりも、焼却後、放射能の半減期が短いため、使用済み核燃料の保管のコストを削減できるとされていますが、その安全性については疑問視される場合もあり、現在では推進派、慎重派による議論が行なわれています。